Chapitre 1 Généralités
1.1. Introduction
Le Transfert d’énergie a lieu chaque fois qu’un gradient de température existe à l’intérieur d’un système, ou lorsque
deux systèmes à températures différentes sont mis en contact. Le processus par lequel la transmission de l’énergie
s’effectue est désigné par le terme transfert de chaleur.
L’objectif de ce cours est d’étudier les différents modes de transfert de chaleur et de calculer éventuellement les
valeurs du flux thermique qui en résulte.
1.2.Notions fondamentales
1.2.1.Champ de température
Les transferts de chaleur sont déterminées à partir de l’évolution de la température représentées par une fonction
de coordonnées spatiales (x, y, z) et de temps (t) :
T = f(x,y,z,t) (1)
Les valeurs de la fonction T forment le champ de température ou répartition (distribution) de température. La
température absolue est mesurée en Kelvin [K].
— si ∂T
∂t= 0, on dit que le régime est permanent ou stationnaire
— si ∂T
∂t6= 0, on dit que le régime est instationnaire, variable ou transitoire
selon le nombre de coordonnées spatiales qui apparaissent, le champ de température peut uni-,bi- ou tridimensionnel
1.2.2. Surfaces isothermes
Une surface isotherme est un ensemble de points de l’espace ayant la même température à chaque instant. Deux
surfaces isothermes ne peuvent se couper car on aurait deux températures différentes en même point.
1.2.3. Gradient de température
Le gradient de température représente la variation de la température suivant la direction normale à la surface
isotherme →
grad T = ∂T
∂n
→
n(2)
—→
n: Vecteur unitaire normal à la surface isotherme
— n : sens de l’écoulement de la chaleur
—∂T
∂n: dérivée de la température le long de la normale
1.2.4. Flux et densité de flux thermique
On appelle flux (puissance) thermique φla quantité de chaleur Q transmise par unité de temps t
φ=Q
t/W(3)
On appelle densité de flux thermique (flux surfacique) q la quantité de chaleur Q transmise par unité de temps t et
de surface isotherme S.
q = Q
S.t=φ
S/W.m−2(4)
1.3. Modes et lois fondamentales de transfert de chaleur
1.3.1. Conduction
Phénomène au moyen duquel la chaleur s’écoule dans un milieu (solide, liquide ou gaz) d’une région à haute
température vers une autre à basse température, ou entre différents milieu mis en contact (contigus) sans qu’il y ait
A. Dib (U. Bejaia) 3année universitaire 2016-2017